(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧の印加によって所定の回転方向、所定の回転量、及び所定の複数の速度モードで動作するステッピングモータを駆動するモータ駆動回路であって、
前記ステッピングモータを前記所定の回転方向及び前記所定の回転量で動作させるための信号を発生させる信号発生回路と、
前記ステッピングモータを前記所定の複数の速度モードで動作させるための複数の第１の基準電圧の対応表を記憶する基準電圧テーブル部と、
前記第１の基準電圧を前記ステッピングモータに出力する基準電圧発生回路と、
前記第１の基準電圧を検出してこの検出結果である複数の第２の基準電圧を出力する基準電圧検出回路と、を有し、
前記電源電圧の印加時に、前記基準電圧テーブル部が記憶している前記第１の基準電圧を前記基準電圧発生回路によって出力し、前記基準電圧検出回路によって前記第１の基準電圧を検出して前記第２の基準電圧を出力し、前記基準電圧発生回路によって前記第２の基準電圧で前記第１の基準電圧を補正した第１の補正電圧を前記基準電圧テーブル部に記憶する処理を、前記複数の第１の基準電圧全てに対してそれぞれ実施することを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項２】
前記第１の補正電圧は、前記第１の基準電圧の自乗を前記第２の基準電圧で除算した値であることを特徴とする請求項１記載のモータ駆動回路。
【請求項３】
請求項１又は２記載のモータ駆動回路は、更に、
前記ステッピングモータに印加される前記電源電圧を検出する電源電圧検出回路を有し、
前記電源電圧に基づいて前記第１の基準電圧を補正した第２の補正電圧を前記基準電圧発生回路から出力して前記ステッピングモータを駆動させることを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項４】
前記第２の補正電圧は、前記電源電圧を所定の電圧で除算して１を加え、更に０．５を乗じて補正係数を得て、前記第１の基準電圧に前記補正係数を乗じた値であることを特徴とする請求項３記載のモータ駆動回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ駆動回路と、
画像を形成するための複数の種類からなる記録媒体を搬送するローラと、
前記モータ駆動回路によって前記記録媒体の種類に応じた電流値で前記ローラを駆動する前記ステッピングモータと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ駆動回路と、
前記所定の複数の速度モードが加速モード又は非加速モードのいずれかである前記ステッピングモータと、を備え、
前記モータ駆動回路は、前記ステッピングモータを、前記加速モード又は前記非加速モードに応じた電流値で駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３又は４記載のモータ駆動回路と、
画像を形成するための複数の種類からなる記録媒体を搬送するローラと、
前記モータ駆動回路によって前記記録媒体の種類に応じた電流値で前記ローラを駆動する前記ステッピングモータと、を備え、
前記基準電圧発生回路は、前記ローラが前記記録媒体の搬送を開始したとき、及び前記ローラが前記記録媒体の搬送を終了したとき、前記第２の補正電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動回路及び画像形成装置、特に、画像形成装置に搭載され、記録媒体を搬送するローラを駆動するモータの駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ駆動回路及び画像形成装置では、モータの定電流制御の際、複数個の基準電圧を切替えることで無駄な電流を抑える技術が知られていた。
【０００３】
特許文献１には、電源投入時に規定パルス数だけモータを動作させ、このモータが脱調するか否かによって、定電流制御の基準電圧を決める技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−５６６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のモータ駆動回路及び画像形成装置では、以下の（１），（２）の課題があった。
【０００６】
（１）  細かく基準電圧を切替えると、基準電圧の切替回路規模が大きくなるため、高速回転時、低速回転時、加速時等の２〜３通りに限って切替を行っていた。しかし、切替段数が少ないため、回転数が低い領域では過剰に電流を流す設定となり、騒音や発熱が発生していた。
【０００７】
（２）  モータは負荷が掛かったときに脱調する。よって、無負荷の電源投入時において脱調するか否かによっては、負荷が掛かっている実動作時の定電流制御の基準電圧は予測困難である。更に、実動作時のモータ脱調は許容できないため、それぞれの切替回路の公差やドライバ回路のばらつきを考慮し、上乗せを行って定電流制御の基準電圧を決定していた。よって、回転数が低い領域では過剰に電流を流してしまい、騒音や発熱が発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内の第１の発明のモータ駆動回路は、電源電圧の印加によって所定の回転方向、所定の回転量、及び所定の複数の速度モードで動作するステッピングモータを駆動するモータ駆動回路であって、前記ステッピングモータを前記所定の回転方向及び前記所定の回転量で動作させるための信号を発生させる信号発生回路と、前記ステッピングモータを前記所定の複数の速度モードで動作させるための複数の第１の基準電圧の対応表を記憶する基準電圧テーブル部と、前記第１の基準電圧を前記ステッピングモータに出力する基準電圧発生回路と、前記第１の基準電圧を検出してこの検出結果である複数の第２の基準電圧を出力する基準電圧検出回路と、を有し、前記電源電圧の印加時に、前記基準電圧テーブル部が記憶している前記第１の基準電圧を前記基準電圧発生回路によって出力し、前記基準電圧検出回路によって前記第１の基準電圧を検出して前記第２の基準電圧を出力し、前記基準電圧発生回路によって前記第２の基準電圧で前記第１の基準電圧を補正した第１の補正電圧を前記基準電圧テーブル部に記憶する処理を、前記複数の第１の基準電圧全てに対してそれぞれ実施することを特徴とする。
第２の発明の画像形成装置は、前記第１の発明のモータ駆動回路と、画像を形成するための複数の種類からなる記録媒体を搬送するローラと、前記モータ駆動回路によって前記記録媒体の種類に応じた電流値で前記ローラを駆動する前記ステッピングモータと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のモータ駆動回路及び画像形成装置によれば、前記基準電圧発生回路を使用してモータ駆動回路に基準電圧を与え、この基準電圧の誤差を基準電圧検出回路で読み取って補正することで、ステッピングモータの励磁電流を細かく制御することが可能となる。その結果として不快な騒音や振動が軽減され、さらにステッピングモータやモータ駆動回路の発熱も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施例１における画像形成装置の給紙基板を示す概略の構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１における画像形成装置を示す概略の構成図である。
【図３】図３は、図１のＤＡコンバータを示す回路図である。
【図４】図４は、図１のモータドライバを示す概略の構成図である。
【図５】図５は、図１のＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施例１のモードと電流値の対応を示す図である。
【図７】図７は、図１のＣＰＵの起動時の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施例２における画像形成装置の給紙基板を示す概略の構成図である。
【図９】図９は、図８のＣＰＵの起動時と終了時の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図８のＤＡコンバータ補正処理の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１２】
（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置を示す概略の構成図である。
【００１３】
画像形成装置１０は、記録媒体（例えば、記録用紙）１００を供給する給紙部１１と、記録用紙１００を搬送する搬送ローラ１５ａ，１５ｂと、用紙の先端検出用の書込センサ１６と、レジストローラ１７ａ，１７ｂと、記録用紙１００にトナー像を形成する画像形成部２０と、記録用紙１００にトナー像を定着させる定着器４０と、記録用紙１００を排紙する排紙機構と、排紙された記録用紙１００を収納するスタッカ部５２とを有している。更に画像形成装置１０は、各ローラ類を回すための図示しないモータや、搬送路１０１のローラへの動力伝達のオン・オフするクラッチや、画像形成部２０の帯電ローラ２４や転写ローラ２１等に２００Ｖ〜５０００Ｖの高電圧を供給する高圧電源や、回路やモータに５Ｖ直流や２４Ｖ直流を供給する低圧電源を有している。
【００１４】
給紙カセット１１０は、記録用紙１００を格納する格納手段である。定着器４０は、記録用紙１００に熱を供給する定着手段である。給紙機構は、記録用紙１００を定着手段まで搬送する媒体搬送手段である。
【００１５】
給紙部１１は、この画像形成装置１０の下部に装着された給紙カセット１１０と、給紙カセット１１０に格納されている記録用紙１００と、給紙カセット１１０に記録用紙１００があるか否かを判断する紙有無センサ１１１と、給紙カセット１１０内から分離用舌辺等を併用して１枚ずつ記録用紙１００を分離して取り出すためのピックアップローラ１２と、給紙中かどうかを判断するホップセンサ１３と、給紙ローラ１４ａと、リタードローラ１４ｂと、給紙基板６０とを有している。
【００１６】
給紙カセット１１０は、複数の記録用紙１００を格納するカセットであり、画像形成装置１０の下部に装抜可能に取り付けられている。記録用紙１００は、モノクロ又はカラーの画像を記録するための所定の大きさの上質紙、再生紙、光沢紙、マット紙、又はＯＨＰ（OverHead  Projector）フィルム等である。
【００１７】
給紙基板６０は、一般的なワンチップマイコン（以下、「ＣＰＵ」という。）７０と、ステッピングモータ９０を駆動するためのモータドライバ素子８０と、その負荷回路である電流検出抵抗６３及びクラッチのクラッチ駆動回路６２から構成されている。給紙基板６０は、図示しないギヤやモータを駆動することにより、各種ローラを回転する。
【００１８】
ピックアップローラ１２は、記録用紙１００に圧接して回転し、搬送路１０１の下流側には、ホップセンサ１３と給紙ローラ１４ａ及びリタードローラ１４ｂが記録用紙１００を挟むように対向して配設されている。
【００１９】
搬送ローラ１５ａ，１５ｂは、給紙機構の搬送路１０１の下流側に、記録用紙１００を挟むように対向して配設されている。搬送ローラ１５ａは、図示しないモータによって駆動される。
【００２０】
レジストローラ１７ａ，１７ｂは、搬送ローラ１５ａ，１５ｂの搬送路１０１の下流側に記録用紙１００を挟むように対向して配設されている。レジストローラ１７ａは、図示しないレジストモータによって駆動される。
【００２１】
画像形成部２０は、転写ローラ２１、画像情報にもとづく静電潜像を担持する感光体ドラム２２、感光体ドラム２２を帯電させる帯電ローラ２４、画像情報に対応した光を感光体ドラム２２の表面に照射する発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）ヘッド２５、感光体ドラム２２表面の静電潜像をトナーにより現像する現像ローラ２６、トナーを現像ローラ２６に供給する供給ローラ２７、トナー規制部材２８、及び、感光体ドラム２２に残留したトナーを書き落とすクリーニング装置２９を有している。画像形成部２０は、現像剤画像（例えば、トナー像）を記録用紙１００上に現像する現像手段である。
【００２２】
感光体ドラム２２は、アルミニウム等から成る導電性基層の上に光導電層と電荷輸送層からなる感光層を備え、形状は円筒であり、回転可能に支持されて配設されている。感光体ドラム２２は、帯電ローラ２４と、転写ローラ２１と、現像ローラ２６とが当接し、クリーニング装置２９の先端部が接触するよう配設されている。感光体ドラム２２は、表面に電荷を蓄えることによって、現像剤像を担持する像担持体として機能し、矢印Ａの方向に回転する。以下、画像形成部２０の構成について感光体ドラム２２の回転方向順に説明する。
【００２３】
帯電ローラ２４は、導電性の金属シャフトがシリコーン等の半導電性ゴムによって被覆され、形状は円筒であり、感光体ドラム２２に圧接して回転可能に支持されて配設されている。帯電ローラ２４は、図示しない電源によって帯電し、感光体ドラム２２に圧接して回転することにより、感光体ドラム２２に所定の電圧を印加し、よって表面に一様に電荷を蓄える。
【００２４】
ＬＥＤヘッド２５は、複数のＬＥＤと、レンズアレイと、ＬＥＤ駆動素子とで構成され、感光体ドラム２２の上方に配設されている。ＬＥＤヘッド２５は、画像情報に対応した光を感光体ドラム２２の表面に照射し、感光体ドラム２２の表面に静電潜像を形成する。
【００２５】
供給ローラ２７は、導電性を有する金属シャフトがゴムによって被覆されて作られ、形状は円筒であり、現像ローラ２６に当接するよう配設されている。供給ローラ２７は、図示しない電源によって帯電し、現像ローラ２６に圧接することにより、現像ローラ２６にトナーを供給する。
【００２６】
現像ローラ２６は、導電性を有する金属シャフトが半導電ウレタンゴム材等によって被覆されて作られ、形状は円筒であり、供給ローラ２７と感光体ドラム２２とに当接し、トナー規制部材２８の先端部が接触するよう配設されている。現像ローラ２６は、図示しない電源によって帯電し、供給ローラ２７と圧接することによりトナーが供給される。
【００２７】
トナー規制部材２８は、ステンレス等で作られ、形状は板状であり、先端部が現像ローラ２６の表面に接触するよう配設されている。トナー規制部材２８は、現像ローラ２６の表面の一定量を越えたトナーを掻き取ることで、現像ローラ２６の表面に形成されるトナーの厚みを、常に均一となるように規制する。
【００２８】
クリーニング装置２９は、ゴム材等で作られ、形状は板状であり、先端部が感光体ドラム２２の表面に接触するよう配設されている。クリーニング装置２９は、感光体ドラム２２上に形成されたトナー画像を記録用紙１００に転写した後において、感光体ドラム２２に残留したトナーを掻き取ってクリーニングする。
【００２９】
定着器４０は、定着ローラ４１とバックアップローラ４２とを備えている。定着器４０は、記録用紙１００を加圧加熱することによって、トナー画像を定着させる定着手段である。
【００３０】
排紙機構は、排出ローラ５０ａ，５０ｂと排出ローラ５１ａ，５１ｂとを備えている。排出ローラ５０ａ，５０ｂと排出ローラ５１ａ，５１ｂとは、定着器４０の搬送路１０１の下流側に記録用紙１００を挟むように、それぞれ対向して配設されており、それぞれ図示しないモータによって駆動される。
【００３１】
図１は、本発明の実施例１における画像形成装置の給紙基板を示す概略の構成図である。
【００３２】
給紙基板６０は、ＣＰＵ７０と、このＣＰＵ７０によって制御されるモータドライバ素子８０及びクラッチ駆動回路６２と、このモータドライバ素子８０に電源を供給するモータ電源６４と、その負荷回路である電流検出抵抗６３とを備えている。
【００３３】
給紙基板６０は、給紙中か否かを判断するホップセンサ１３と、記録用紙１００の有無を判断する紙有無センサ１１１と、記録用紙１００の搬送を行うステッピングモータ９０と、ステッピングモータ９０の駆動的伝達のオン・オフを行う電磁クラッチ９１と接続されている。更に給紙基板６０は、図示しない画像形成装置１０の制御部とインタフェース６１を介して接続されている。
【００３４】
ＣＰＵ７０は、内蔵する読み出し専用メモリ（以下、「ＲＯＭ」という。）７１に書き込まれたプログラムによって動作し、汎用の通信機能、随時読み書き可能なメモリ（以下、「ＲＡＭ」という。）７２、アナログ−デジタル変換器（以下、「ＡＤコンバータ」という。）７３、デジタル−アナログ変換器（以下、「ＤＡコンバータ」という。）７４や各種入出力端子を有する一般的なワンチップマイコンである。
【００３５】
ＣＰＵ７０は、画像形成装置１０の図示しない制御部と、インタフェース６１を介して接続されている。ＣＰＵ７０は、ホップセンサ１３の出力側、及び紙有無センサ１１１の出力側に接続されている。ＣＰＵ７０とモータドライバ素子８０とは、ＡＤコンバータ７３及びＤＡコンバータ７４で接続され、更に相信号の信号線と電流切替信号の信号線とで接続されている。ＣＰＵ７０は、ステッピングモータ９０を所定の回転方向及び所定の回転量で動作させるための信号を発生させる信号発生回路である。
【００３６】
モータドライバ素子８０には、モータ電源６４に接続されて電源供給され、ステッピングモータ９０を駆動可能に接続され、電流検出抵抗６３を介してグランドに接続されている。ＣＰＵ７０のＤＡコンバータ７４の端子は、モータドライバ素子８０内において相電流制御部８１と抵抗Ｒ８２に並列接続されて、グランドに接続されている。モータドライバ素子８０は、ステッピングモータ９０を制御する。
【００３７】
ＣＰＵ７０は、更にクラッチ駆動回路６２を制御可能に接続されている。このクラッチ駆動回路６２は、電磁クラッチ９１を駆動可能に接続されている。
【００３８】
図３は、図１のＤＡコンバータを示す回路図である。
ＤＡコンバータ７４は、一般的なＲ−２Ｒタイプのものである。ＤＡコンバータ７４は、２端子のいずれかと１端子とを接続するスイッチＳＷ０〜ＳＷ７と、８ビットのＤＡレジスタ７４ａと、抵抗Ｒ７４ｂ−０〜Ｒ７４ｂ−７と、抵抗Ｒ７４ｃ−１〜Ｒ７４ｃ−７と、抵抗Ｒ７４ｄとを備えている。抵抗Ｒ７４ｃ−１〜Ｒ７４ｃ−７の抵抗値はＲであり、抵抗Ｒ７４ｂ−０〜Ｒ７４ｂ−７、Ｒ７４ｄの抵抗値は２Ｒである。スイッチＳＷ０〜ＳＷ７は、８ビットのＤＡレジスタ７４ａの各ビットに応じてオン・オフが制御される。
【００３９】
スイッチＳＷ０は、ＤＡレジスタ７４ａの最下位ビットＬＳＢ（Least  Significant  Bit）に対応し、スイッチＳＷ７は、ＤＡレジスタ７４ａの最上位ビットＭＳＢ（Most  Significant  Bit）に対応している。これらのスイッチＳＷ０〜ＳＷ７は、対応するＤＡレジスタ７４ａのビット値が１のとき定電圧Ｖｃｃ側にオンし、ビット値が０のときグランド側にオンする。
【００４０】
ＤＡコンバータ７４は、リファレンスとなる定電圧Ｖｃｃと、ＤＡ出力７４ｏｕｔとが接続されている。スイッチＳＷ０〜ＳＷ７の２端子側には、それぞれリファレンスとなる定電圧Ｖｃｃとグランドが接続されており、スイッチＳＷ０〜ＳＷ７の１端子側には、抵抗Ｒ７４ｂ−０〜Ｒ７４ｂ−７が接続されている。抵抗Ｒ７４ｂ−０のスイッチＳＷ０の反対側はノードＮＤ０であり、抵抗Ｒ７４ｄを介してグランドに接続されている。以下、抵抗Ｒ７４ｂ−１〜Ｒ７４ｂ−７のスイッチＳＷ１〜ＳＷ７の反対側はノードＮＤ１〜ＮＤ７である。
【００４１】
ノードＮＤ０は、抵抗Ｒ７４ｃ−１を介してノードＮＤ１と接続されている。以降、同様にノードＮＤ２〜ＮＤ７は、抵抗Ｒ７４ｃ−２〜Ｒ７４ｃ−７を介してノードＮＤ１〜ＮＤ６と接続されている。更にノードＮＤ７は、ＤＡ出力端子７４ｏｕｔに接続されている。
【００４２】
例えば、ＤＡレジスタ７４ａの値が２進数の１１１１１１１１であれば、スイッチＳＷ０〜ＳＷ７はすべて定電圧Ｖｃｃ側に接続される。ＤＡレジスタ７４ａの値が２進数の１１１１１１０１であれば、スイッチＳＷ０，ＳＷ２〜ＳＷ７が定電圧Ｖｃｃ側にオンし、スイッチＳＷ１のみがグランド側にオンする。
【００４３】
このときノードＮＤ０には、下側（左側を含まない）及び左側にそれぞれ２Ｒの抵抗が接続されている。したがって、ノードＮＤ０より下側（左側を含む）を見たインピーダンスはこれらの抵抗を合成した合成抵抗Ｒとなる。
【００４４】
ノードＮＤ１から下側を見たインピーダンスは、この合成抵抗ＲとノードＮＤ０のインピーダンスと抵抗Ｒ７４ｃ−１とを直列に合成したものとなるため、Ｒ＋Ｒ＝２Ｒとなる。つまり、このノードＮＤ１にも、下側（左側を含まない）及び左側いずれも２Ｒの抵抗が接続されていることになる。したがって、ノードＮＤ１より下側（左側を含む）を見たインピーダンスもＲとなる。
【００４５】
同様にノードＮＤ３〜ＮＤ７から下側（左側を含まない）を見たインピーダンスも２Ｒとなっている。 このように、Ｒ−２Ｒ型のＤＡコンバータ７４は、抵抗値２Ｒと抵抗値２Ｒが並列に合成されて抵抗値Ｒとなり、この抵抗値Ｒに直列に抵抗値Ｒが合成されて再度２Ｒとなるように構成されている。したがって、スイッチＳＷ７が定電圧Ｖｃｃ側にオンしたとき、ＤＡ出力７４ｏｕｔからは定電圧Ｖｃｃ×（１／２）が出力される。
【００４６】
つぎにノードＮＤ６について検討する。ノードＮＤ６から上側を見たインピーダンスは、２Ｒ＋Ｒ＝３Ｒである。また、ノードＮＤ６から下側（左側を含まない）を見たインピーダンスは、２Ｒである。したがって、スイッチＳＷ６が定電圧Ｖｃｃ側にオンしたとき、ノードＮＤ６には、定電圧Ｖｃｃ×（３／８）が現れ、ＤＡ出力端子７４ｏｕｔからは定電圧Ｖｃｃ×（３／８）×（２Ｒ／３Ｒ）＝定電圧Ｖｃｃ×（１／４）が出力される。
【００４７】
同様にして、スイッチＳＷ５が定電圧Ｖｃｃ側にオンしたとき、ＤＡ出力７４ｏｕｔからは定電圧Ｖｃｃ×１／８が出力され、スイッチＳＷ４が定電圧Ｖｃｃ側にオンしたとき、ＤＡ出力端子７４ｏｕｔからは定電圧Ｖｃｃ×１／１６が出力される。
【００４８】
したがって、ＤＡレジスタ７４ａの２進数表記の各ビットをｂ７〜ｂ０とすると、ＤＡ出力端子７４ｏｕｔから出力されるアナログ出力電圧Ｖｏｕｔは以下の式で算出され、ＤＡ変換器として動作する。
【００４９】
Ｖｏｕｔ＝定電圧Ｖｃｃ×（ｂ７×（１／２）＋ｂ６×（１／４）＋ｂ５×（１／８）＋ｂ４×（１／１６）＋ｂ３×（１／３２）＋ｂ２×（１／６４）＋ｂ１×（１／１２８）＋ｂ０×（１／２５６））
【００５０】
ＤＡコンバータ７４に用いられている抵抗Ｒ７４ｂ，Ｒ７４ｃ，Ｒ７４ｄは、１０ＫΩから２０ＫΩの範囲でばらつき、受け側のモータドライバ素子８０の内部抵抗も、１００ＫΩから２００ＫΩの範囲でばらつく。そのため、最悪の場合には設定電圧から２０％程度ずれてしまう。
【００５１】
本実施例１では、電源投入時にＤＡコンバータ７４で設定値を出力してＡＤコンバータ７３でＤＡコンバータ７４の出力電圧を読み取って補正し、動作時には補正した設定値を用いてステッピングモータ９０を制御している。
【００５２】
図４は、図１のモータドライバを示す概略の構成図である。
モータドライバ素子８０は、２相ステッピングモータ用のバイポーラ駆動モータドライバである。モータドライバ素子８０は、相電流制御部８１と、１相のドライバ回路８２−１のみを示しているが、もう１相を駆動する図示しないドライバ回路８２−２を備えている。相電流制御部８１は、コントロール・ロジック部８３と、比較器８４とを有している。
【００５３】
ドライバ回路８２は、プリ・ドライバ８５と、電界効果トランジスタ（以下、「ＦＥＴ」という。）８６−１〜８６−４とを有している。
【００５４】
コントロール・ロジック部８３は、モータのコイル（相）の電流の流れる方向を決める相信号と、電流を１００％・６７％・３４％・０％のいずれかに切替える電流切替信号Ｖｓｅｌと、電流値の基準を決める基準電圧ＶｒｅｆがＣＰＵ７０から入力されている。
【００５５】
コントロール・ロジック部８３は、相信号を元にＦＥＴ８６−１〜８６−４のオン・オフを決める回路と、電流切替信号Ｖｓｅｌによって基準電圧Ｖｒｅｆを３／３・２／３・１／３・０／３のいずれかに等分出力とする回路と、電流検出抵抗６３で電圧変換されたモータ電流値と基準電圧Ｖｒｅｆの等分出力とを比較器８４で比較した結果から、電流値が等分出力を上回ったときにドライバ回路８２のＦＥＴ８６−１〜８６−４をオフする回路を備えている。コントロール・ロジック部８３の出力側は、ドライバ回路８２のプリ・ドライバ８５に接続されている。
【００５６】
ドライバ回路８２は、コントロール・ロジック部８３の出力側と、モータに電流を流すためのモータ電源６４に接続されている。ドライバ回路８２の出力側は、ステッピングモータ９０の１相に接続され、更に電流検出抵抗６３を介してグランドに接続されている。電流検出抵抗６３のグランドと反対側の端子は、相電流制御部８１の比較器８４に入力されている。
【００５７】
ドライバ回路８２は、ＦＥＴ８６−１〜８６−４で構成されたＨブリッジ回路を備えており、ＦＥＴ８６−１〜８６−４のソースには、プリ・ドライバ８５の出力端子が接続されている。プリ・ドライバ８５の出力信号に応じて、ＦＥＴ８６−１〜８６−４はオン又はオフして電流の向きを切替え、ステッピングモータ９０の正転又は逆転を行うようにしている。
【００５８】
（実施例１の動作）
図２を元に、画像形成装置１０の印刷動作について説明する。
【００５９】
記録用紙１００は、搬送路１０１に沿って上流側から下流側に搬送される。給紙カセット１１０が最も上流側で、スタッカ部５２が最も下流側である。
【００６０】
画像形成装置１０は、ケーブル或いは無線を通じて上位装置に接続されている。この上位装置から印刷データの転送を受け印刷の指示を受けると、図示しないピックアップモータがピックアップローラ１２を回転させ、複数の記録用紙１００を１枚ずつ分離して、搬送路１０１の下流側に送る。途中のホップセンサ１３は、ピックアップローラ１２が給紙を正常に行えたかどうかを検出して，正常に行えなかった場合に再び給紙動作を行う。画像形成部２０は、給紙開始とほぼ同時にローラ類の回転を開始し，感光体ドラム２２に用紙が到達するまでに、この感光体ドラム２２を１周以上回転させる。
【００６１】
図示しないモータが給紙ローラ１４ａを回転させると、給紙ローラ１４ａに接触しているリタードローラ１４ｂは連れ回りする。ピックアップローラ１２から搬送されてきた記録用紙１００は、給紙ローラ１４ａとリタードローラ１４ｂに挟持搬送され、搬送路１０１の下流側の搬送ローラ１５ａ，１５ｂに搬送される。
【００６２】
記録用紙１００は、搬送ローラ１５ａ，１５ｂに到達した際、ピックアップローラ１２及び給紙ローラ１４ａで１枚分離したことで斜めに傾いており、回転していない搬送ローラ１５ａ，１５ｂに突き当てることで傾きを取っている。突き当て後、搬送ローラ１５ａ，１５ｂは、クラッチで動力がつながれ回転する。
【００６３】
記録用紙１００は、更に搬送ローラ１５ａ，１５ｂによって搬送され，書込センサ１６をオンする。書込センサ１６がオンしたあと一定時間後にＬＥＤヘッド２５が露光を開始して静電潜像を感光体ドラム２２上に形成する。
【００６４】
図示しないレジストモータがレジストローラ１７ａを回転させると、レジストローラ１７ｂは接触して連れ回りすると共に、記録用紙１００を搬送路１０１の下流側の画像形成部２０に搬送する。
【００６５】
画像形成部２０の感光体ドラム２２は、矢印Ａ方向に回転すると共に、最初に帯電ローラ２４によって表面が一様に帯電する。一様に帯電した感光体ドラム２２は、ＬＥＤヘッド２５によって上位装置から受信した画像情報に基づく光を照射され、静電潜像を形成する。静電潜像を形成した感光体ドラム２２は、供給ローラ２７と現像ローラ２６によってトナー像を現像する。トナー像を現像した感光体ドラム２２は、転写ローラ２１と共に記録用紙１００を挟持搬送すると共に、転写ローラ２１に印加された約＋３０００Ｖの電圧により、感光体ドラム２２上のトナーを記録用紙１００側に引き寄せ、トナー像の記録用紙１００へ転写する。トナー像が転写された記録用紙１００は、定着器４０に送られてトナー像を定着する。感光体ドラム２２上に残留したトナーは、クリーニング装置２９によって掻き取られ、新たなトナー像の形成に備えられる。
【００６６】
トナー像が転写された記録用紙１００は、定着器４０において定着ローラ４１とバックアップローラ４２によって形成されたニップ領域を挟持搬送される。記録用紙１００は、ニップ領域において定着ローラ４１の熱と、バックアップローラ４２の付勢力による圧力が加えられ、トナーが溶融することによってトナー像が定着する。
【００６７】
トナー像が定着した記録用紙１００は、排出ローラ５０ａ，５０ｂと排出ローラ５１ａ，５１ｂの回転によって搬送される。搬送された記録用紙１００は、スタッカ部５２に排出される。
【００６８】
ここで給紙部１１は、画像形成装置１０の本体からのコマンドを受けてステッピングモータ９０を回転し、電磁クラッチ９１をオンすることでピックアップローラ１２及び給紙ローラ１４ａを回転して記録用紙１００を送り出している。
【００６９】
この記録用紙１００は、葉書等の厚い紙から薄い紙までを含み、定着性向上のため用紙の厚さに応じた速度で印刷をしている。速度に応じた動作はステッピングモータ９０の回転速度を調整することで行っているが、ステッピングモータ９０は相信号の切替えごとに７．５度回転し止まるという性質のモータのため、低速になると止まった際の音が大きくなり、騒音が問題になっていた。本実施例１の定電流モータドライバは、ステッピングモータ９０に流す定電流を、設定された基準電圧Ｖｒｅｆでコントロールしている。ステッピングモータ９０は、定電流でコントロールする時、同一のトルクを得るためには回転が速いほど電流が必要という性質がある。よって、最高速にあわせた電流とすると、低回転のときは電流が流れすぎ、ステッピングモータ９０やモータドライバ素子８０が過熱してしまう。
【００７０】
従来は、騒音及び発熱については低速用電流値と高速用電流値として２段階を持ち、低速時は電流を絞る事で騒音を軽減し、発熱を抑えていた。しかし、近年にあっては、用紙の厚さや種類に応じてきめ細かく速度を調節することで、定着温度を一定にし、温度切替の待ち時間を減らすようにしている。そのためモータの回転速度に応じて、きめ細かく定電流を切替えることが望ましい。
【００７１】
本実施例１は、ＤＡコンバータ７４が出力する基準電圧Ｖｒｅｆでステッピングモータ９０に流す電流を指示し、更に負荷によってＤＡコンバータ７４の出力電圧ずれに対処するため、ＡＤコンバータ７３で基準電圧Ｖｒｅｆを読込んで補正することとした。これにより、モータドライバの電流値をきめ細かく制御することができ、騒音及び発熱を抑えることができた。
【００７２】
図５は、図１のＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
処理が開始すると、ＣＰＵ７０は、ステップＳ１で図示しない制御部からの給紙要求を待つ。給紙要求があったときにはステップＳ２の処理を行う。
【００７３】
ＣＰＵ７０は、ステップＳ２において、ＤＡコンバータ７４から基準電圧Ｖｒｅｆを出力することでステッピングモータ９０の電流値を設定し、ステップＳ３においてステッピングモータ９０を動作させる。ＣＰＵ７０は、ステップＳ４において電磁クラッチ９１をオンし、ピックアップローラ１２と給紙ローラ１４ａを回転させ、記録用紙１００を搬送ローラ１５ａ，１５ｂに搬送する。
【００７４】
ステップＳ５で、記録用紙１００の先端をホップセンサ１３が感知するまで待ち、ホップセンサ１３が感知したならばステップＳ６の処理を行う。
【００７５】
ステップＳ６において、用紙停止コマンドを受信するまで待ち、受信したならばステップＳ７の処理を行う。具体的には、画像形成装置１０の搬送ローラ１５ａまで記録用紙１００が搬送された時点である。
【００７６】
ステップＳ７において電磁クラッチ９１をオフし、ステップＳ８においてステッピングモータ９０を駆動停止する。しかし、下流側の搬送ローラ１５ａ，１５ｂは、記録用紙１００を搬送しており、且つ電磁クラッチ９１が切れているためピックアップローラ１２と給紙ローラ１４ａとはそのまま連れ回りで回転している。ステップＳ９において、ＤＡコンバータ７４の出力を停止し、図５の処理を終了する。
【００７７】
図６は、実施例１のモードと電流値の対応を示す図である。
１行目は、モードを示しており、この図では記録用紙１００が厚紙である場合と、記録用紙１００が普通紙及び薄紙である場合と、記録用紙１００の種類に依らず加速時である場合が示されている。２行目は、それぞれのモードに対応する電流値が示されている。３行目は、この電流値に対応する基準電圧Ｖｒｅｆの設定値が示されている。４行目は、この設定値を補正した値の例が示されている。
【００７８】
図６に示すモードと電流の対応は、ステッピングモータ９０を所定の回転速度及びこの所定の回転速度で動作させるための第１の基準電圧Ｖｒｅｆの対応表を備えた基準電圧テーブル部である。
【００７９】
図７は、図１のＣＰＵの起動時の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１０において、ＣＰＵ７０内蔵のＲＯＭ７１のＨＡＳＨチェックを行い、プログラムの破壊の無いことと、ＲＡＭ７２の破壊の無いことを確認する。
【００８０】
ステップＳ１１において、ＲＯＭ７１に予め格納されている電流値テーブルを読み出す。この電流値テーブルには、モータ速度と、このモータ速度に応じた設定電流で動作させるための基準電圧Ｖｒｅｆのデジタル値とが格納されている。
【００８１】
以下、ステップＳ１２からステップＳ１８において、電流値テーブルの全ての値の処理を繰り返す。
【００８２】
ステップＳ１３において、基準電圧Ｖｒｅｆのデジタル値をＤＡコンバータ７４にセットして、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する。ＤＡコンバータ７４は、モータドライバ素子８０を介してステッピングモータ９０に基準電圧を出力する基準電圧発生回路である。
【００８３】
ステップＳ１４において、１００ｍＳＥＣ待ってから、次のステップＳ１５の処理を行う。
【００８４】
ステップＳ１５において、ＤＡコンバータ７４の出力をＡＤコンバータ７３で読み込んでいる。外部回路がハイインピーダンスである場合には、ＤＡコンバータ７４の設定値と同じ値が読めるが、本実施例１で使用しているモータドライバ素子８０は１００ｋΩ程度の抵抗値を介してグランドと接続している。よって、ＤＡコンバータ７４の出力は１０％程度降下しており、この降下した値がＡＤコンバータ７３によって読み取られる。ＡＤコンバータ７３は、基準電圧発生回路によって出力された電圧を検出して第２の基準電圧とする基準電圧検出回路である。
【００８５】
ステップＳ１６において、ＡＤコンバータ７３で読み取った値を元に、ＤＡコンバータ７４の設定値を補正する。このとき、補正した設定値は、ＤＡコンバータ７４設定値の自乗を、ＡＤコンバータ７３で読み取った値で除算した値である。
【００８６】
ステップＳ１７において、補正した設定値をＲＡＭ７２の所定の場所に格納し、以降の動作時に使用する。ステップＳ１８において、電流値テーブル全ての補正処理が完了していないならば、ステップＳ１２の処理に戻る。電流値テーブル全ての補正処理が完了したならば、図７の処理を終了して、他の電源投入時の処理を行う。
【００８７】
（実施例１の効果）
本実施例１のモータ駆動回路及び画像形成装置によれば、次の（Ａ）のような効果がある。
【００８８】
（Ａ）  ＤＡコンバータ７４を使用してモータドライバ素子８０に基準電圧Ｖｒｅｆを与え、この基準電圧Ｖｒｅｆの誤差をＡＤコンバータ７３で読み取って補正することで、ステッピングモータ９０の相励磁電流を細かく制御することが可能となる。その結果として不快な騒音や振動が軽減され、更にステッピングモータ９０やモータドライバ素子８０の発熱も抑えることができる。
【実施例２】
【００８９】
（実施例２の構成）
図８は、本発明の実施例２における画像形成装置の給紙基板を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００９０】
本実施例２の画像形成装置１０は、実施例１の給紙基板６０に加えて、モータ電源６４から抵抗Ｒ６５と抵抗Ｒ６６とを介してしてグランドに接続している。抵抗Ｒ６５と抵抗Ｒ６６の抵抗比は７対１である。抵抗Ｒ６５−抵抗Ｒ６６間は、ＣＰＵ７０のＡＤコンバータ７３の第２の端子に接続されている。ＡＤコンバータ７３は、ステッピングモータ９０の電源電圧を検出する電源電圧検出回路である。
【００９１】
（実施例２の動作）
本実施例２の画像形成装置１０は、実施例１の画像形成装置１０と同様の動作を行う。
【００９２】
ステッピングモータ９０は、動作時に大電流が流れる。このとき、モータ電源６４の電圧がドロップすることが往々にして発生する。モータ電源６４の電圧ドロップは、定電流モータドライバ素子８０を使用していても、電流の立ち上がりに影響する。モータ電源６４の電圧が１０％ドロップすると、ステッピングモータ９０のトルクは５％程度が低下していた。
【００９３】
図８に示す給紙基板６０において、モータ電源６４が出力する電圧は、抵抗Ｒ６５と抵抗Ｒ６６によって１／８に分圧され、ＣＰＵ７０のＡＤコンバータ７３の第２の端子によって読み取られる。
【００９４】
図９は、図８のＣＰＵの起動時と終了時の動作を示すフローチャートであり、実施例１を示す図５中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００９５】
処理が開始すると、ＣＰＵ７０は、実施例１と同様のステップＳ１〜Ｓ４の処理を行う。ステップＳ４の処理の後に、ステップＳ２０においてＤＡコンバータ補正処理を行うと共に、ステップＳ５においてホップセンサ１３がオンするまで待ち、オンしなかったならばステップＳ２０の処理に戻る。ホップセンサ１３がオンしたならば、ステップＳ２１の処理を行う。
【００９６】
ステップＳ２１においてＤＡコンバータ補正処理を行うと共に、ステップＳ６において用紙停止コマンドを受信するまで待ち、用紙停止コマンドを受信しなかったならばステップＳ２１の処理に戻る。用紙停止コマンドを受信したならば、ステップＳ７の処理を行う。ステップＳ７〜ステップＳ９の処理は、実施例１と同様である。
【００９７】
図１０は、図８のＤＡコンバータ補正処理の動作を示すフローチャートである。
処理が開始すると、ＣＰＵ７０は、ステップＳ３１において１０ｍＳＥＣごとの読み込みタイミングを監視し、１０ｍＳＥＣごとにステップＳ３２の処理を行う。
【００９８】
ステップＳ３２において、モータ電源６４の電圧をＡＤコンバータ７３で読み込む。モータ電源６４の標準電圧２４Ｖは、抵抗Ｒ６５と抵抗Ｒ６６によって１／８に分圧され、標準電圧は３．０ＶとしてＡＤコンバータ７３で読み込まれる。
【００９９】
ステップＳ３３において、ＡＤコンバータ７３で読み込んだＡＤ読込電圧を、標準電圧で除算し、更に１．０との平均値を算出して補正係数としている。更に、ＤＡ設定値に補正係数を乗算して補正し、補正したＤＡ設定値をＤＡコンバータ７４に設定している。
【０１００】
本実施例２では、モータ電源６４を監視し、モータ電源６４の電圧の低下に合わせて基準電圧Ｖｒｅｆを補正し、ステッピングモータ９０のトルクの低下を防ぐことができる。
【０１０１】
従来は、モータの脱調を防ぐため、通常回転時の電流の最適値にモータ電源６４の電圧の低下分を加え、通常回転時の電流の最適値よりも高めの電流値に設定していた。最適値よりも高めの電流値が流れるため、ステッピングモータ９０の通常回転時は、騒音や発熱が発生していた。本実施例２では、通常回転時の電流を最適値とすることができ、騒音や発熱を抑えることができる。
【０１０２】
（実施例２の効果）
本実施例２のモータ駆動回路及び画像形成装置によれば、次の（Ｂ）のような効果がある。
【０１０３】
（Ｂ）  モータ電源６４の電圧を測定することで、ステッピングモータ９０の動作時の電源電圧降下と、この電源電圧降下によるトルク減少分を補正することができる。これにより、安価なモータ電源６４であっても脱調せず、安定的に低い最適な電流値でモータを駆動することが可能となるため、騒音や振動及び発熱を抑えることができる。
【０１０４】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次のようなものがある。
【０１０５】
実施例１，２に示すように、本発明のモータ駆動回路は、さまざまな記録媒体を扱うためモータの速度粋が広く、負荷変動が大きく、且つきめ細かく且つ正確に制御することが求められている画像形成装置１０に有効である。しかし、本発明のモータ駆動回路は画像形成装置１０への適用に限られず、モータの速度枠が広く負荷変動が大きい装置にも適用し、きめ細かく且つ正確に電流制御することによって、モータの脱調なく且つ騒音、振動、発熱を抑制することが可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０，１０Ａ  画像形成装置
１１  給紙部
１２  ピックアップローラ
１３  ホップセンサ
１４ａ  給紙ローラ
１４ｂ  リタードローラ
１５ａ，１５ｂ  搬送ローラ
１６  書込センサ
２０  画像形成部
６４  モータ電源
７０  ＣＰＵ
７３  ＡＤコンバータ
７４  ＤＡコンバータ
８０  モータドライバ素子
９０  ステッピングモータ
９１  電磁クラッチ
１００  記録用紙
１０１  搬送路
１１０  給紙カセット
１１１  紙有無センサ
【図１】
0005615099.tif 000002
【図２】
0005615099.tif 000003
【図３】
0005615099.tif 000004
【図４】
0005615099.tif 000005
【図５】
0005615099.tif 000006
【図６】
0005615099.tif 000007
【図７】
0005615099.tif 000008
【図８】
0005615099.tif 000009
【図９】
0005615099.tif 000010
【図１０】
0005615099.tif 000011